SPC在元器件企業(yè)管理中的應(yīng)用初探

魏建新

摘 要：討論如何運(yùn)用一套新的評(píng)價(jià)方法（Cpk評(píng)價(jià)、SPC技術(shù)及PPM考核）在質(zhì)量和可靠性方面對(duì)元器件進(jìn)行評(píng)價(jià)，重點(diǎn)介紹SPC體系在元器件企業(yè)中建立和實(shí)施的情況。

關(guān)鍵詞：元器件；質(zhì)量；可靠性；Cpk；SPC

中圖分類號(hào)：F270 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1673-291X（2014）36-0021-02

緒論

隨著電子產(chǎn)品質(zhì)量水平的迅速提高，電子產(chǎn)品失效率降至FIT（非特）數(shù)量級(jí)，國(guó)際上在評(píng)價(jià)高可靠電子產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量和可靠性方面形成了一套新的評(píng)價(jià)方法，即工序能力指數(shù)（Cpk）評(píng)價(jià)、工藝過(guò)程統(tǒng)計(jì)受控（SPC）狀態(tài)分析及產(chǎn)品出廠平均質(zhì)量水平PPM考核。

20世紀(jì)80年代后期，國(guó)際上元器件生產(chǎn)廠家已廣泛采用Cpk、SPC、PPM等技術(shù)保證元器件具有較高的內(nèi)在質(zhì)量。

隨著國(guó)內(nèi)電子管行業(yè)的持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)品的制造性與可靠性都達(dá)到了較高的水平。為了進(jìn)一步提高過(guò)程控制水平，降低制造成本，管理的重點(diǎn)逐步向工藝過(guò)程控制偏移。1998年中國(guó)頒布了《GJB3014-97電子元器件統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制體系》的標(biāo)準(zhǔn)，在國(guó)內(nèi)推廣這幾項(xiàng)技術(shù)。

SPC技術(shù)在電子管行業(yè)的推廣應(yīng)用，使企業(yè)的控制人員能夠?qū)崟r(shí)掌握工藝過(guò)程信息，在產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生前就采取有效的糾正措施，避免批量生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品缺陷的產(chǎn)生，從而減少制造成本。

一、元器件傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法存在的問(wèn)題及解決方法

（一）評(píng)價(jià)元器件質(zhì)量和可靠性的傳統(tǒng)方法

整機(jī)廠在批量采購(gòu)元器件產(chǎn)品時(shí)，常采用以下幾類方法評(píng)價(jià)產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性：（1）抽樣檢驗(yàn)；（2）壽命試驗(yàn)；（3）現(xiàn)場(chǎng)收集并積累壽命數(shù)據(jù)；（4）對(duì)元器件進(jìn)行再篩選。

（二）傳統(tǒng)評(píng)價(jià)方法存在的問(wèn)題

20世紀(jì)80年代后期，國(guó)際上元器件的質(zhì)量和可靠性水平提高到了一個(gè)新的階段，出現(xiàn)了以下問(wèn)題，傳統(tǒng)方法已不能對(duì)元器件產(chǎn)品的質(zhì)量水平進(jìn)行準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)：（1）抽樣檢驗(yàn)已不能區(qū)分出高水平產(chǎn)品之間的質(zhì)量差別；（2）可靠性水平提高到6級(jí)以上，其失效率低于1 000FIT的情況下，通過(guò)壽命試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)其可靠性時(shí)需要幾萬(wàn)個(gè)樣品，可靠性壽命試驗(yàn)方法進(jìn)入死胡同；（3）現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集與積累方法具有滯后性；（4）元器件的再篩選并不能真正提高產(chǎn)品的內(nèi)在質(zhì)量和可靠性。

（三）評(píng)價(jià)元器件質(zhì)量和可靠性的新方法

1.工序能力指數(shù)（Cpk）評(píng)價(jià)。工序能力指數(shù)是評(píng)價(jià)工藝線是否具備生產(chǎn)質(zhì)量好、可靠性高的元器件所要求的工藝水平的指標(biāo)。

2.工藝過(guò)程統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)（SPC）分析。其目的是通過(guò)SPC分析，證明在生產(chǎn)過(guò)程中未出現(xiàn)異常情況，從而保證產(chǎn)品是在受控的環(huán)境下生產(chǎn)的。

3.產(chǎn)品出廠平均質(zhì)量水平PPM考核。對(duì)一段時(shí)間內(nèi)出廠產(chǎn)品的平均質(zhì)量水平PPM值進(jìn)行考核，證明產(chǎn)品的不合格率已控制在較低的數(shù)值上。

二、我公司實(shí)施SPC過(guò)程

統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制即SPC是質(zhì)量控制的基本方法，是執(zhí)行全面質(zhì)量管理的基本手段，在企業(yè)管理中發(fā)揮著重要作用。但由于我公司產(chǎn)品具有多品種、小批量、手工化的特點(diǎn)，SPC未能得以實(shí)際的應(yīng)用。

2008年我公司承接了某型充氣微波開(kāi)關(guān)管的批生產(chǎn)工藝技術(shù)攻關(guān)項(xiàng)目，其中包含了SPC體系的實(shí)施。

為此公司確定了實(shí)施SPC的目標(biāo)：利用此次批生產(chǎn)技術(shù)攻關(guān)有利因素，抓住機(jī)遇，以該項(xiàng)目為突破口，應(yīng)用SPC技術(shù)，不斷改進(jìn)過(guò)程能力，使關(guān)鍵工序的工序能力指數(shù)在原有水平上提高10%，使某型充氣微波開(kāi)關(guān)管持續(xù)穩(wěn)定地維持在相應(yīng)軍用標(biāo)準(zhǔn)的水平。同時(shí)建立和實(shí)施SPC，逐步將SPC管理體系引入開(kāi)關(guān)管生產(chǎn)線的過(guò)程控制中，為企業(yè)今后的發(fā)展與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

（一）建立SPC領(lǐng)導(dǎo)小組

建立SPC領(lǐng)導(dǎo)小組的目的是推動(dòng)和監(jiān)督總體的SPC計(jì)劃的實(shí)施。用以下方法策劃和組織SPC體系：（1）領(lǐng)導(dǎo)小組由各職能部門(mén)的負(fù)責(zé)人組成的；（2）規(guī)定管理小組初始的SPC培訓(xùn)，以確保他們理解SPC的概念和原理；（3）對(duì)中層管理人員和生產(chǎn)線的管理人員進(jìn)行全面意識(shí)培訓(xùn)，介紹有關(guān)概念、組織計(jì)劃和目標(biāo)；（4）設(shè)定實(shí)施目標(biāo)，以便在整個(gè)過(guò)程中建立和實(shí)施SPC體系；（5）根據(jù)工藝流程組合有關(guān)過(guò)程及其相關(guān)操作，建立相應(yīng)的質(zhì)量改進(jìn)小組；（6）擬制定期的活動(dòng)計(jì)劃；（7）確定所需的資源；（8）擬制在總體工藝流程中確定關(guān)鍵操作的原則并編成文件；（9）根據(jù)歷史數(shù)據(jù)，利用帕雷多分析等方法，將問(wèn)題和原因按輕重程度排列，根據(jù)分析結(jié)果來(lái)選定過(guò)程組合，以便開(kāi)始采用SPC方法；（10）擬制定量的業(yè)績(jī)考核方法；（11）在采用SPC之前和期間，對(duì)操作人員進(jìn)行培訓(xùn)；（12）在選定的過(guò)程組合中實(shí)施SPC技術(shù)；（13）修改現(xiàn)有程序并按需要開(kāi)發(fā)新程序，以便在質(zhì)量體系和各操作過(guò)程中包含SPC體系。

（二）培訓(xùn)

1.參加鑒定機(jī)構(gòu)組織的培訓(xùn)。（1）SPC體系文件的編制及認(rèn)證要求培訓(xùn)；（2）統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制技術(shù)和實(shí)施要求方面的培訓(xùn)；（3）邀請(qǐng)SPC專家來(lái)廠指導(dǎo)SPC工作。

2.內(nèi)部培訓(xùn)。人力資源部門(mén)制訂人員培訓(xùn)規(guī)劃和年度培訓(xùn)計(jì)劃，培訓(xùn)范圍包括與實(shí)施SPC體系有關(guān)的質(zhì)量、技術(shù)、生產(chǎn)、檢驗(yàn)、計(jì)量、管理等所有人員。其主要內(nèi)容如下：（1）GJB3014《電子元器件統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制體系》；（2）SPC體系文件，即SPC體系實(shí)施計(jì)劃和程序文件；（3）SPC的定義、術(shù)語(yǔ)和原理，解決問(wèn)題的基本方法，控制基礎(chǔ)知識(shí)，能力分析以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等。

（三）編制SPC體系文件

根據(jù)GJB3014的要求，編制SPC體系文件。包括SPC體系實(shí)施計(jì)劃，具有可操作性的每個(gè)關(guān)鍵工序/關(guān)鍵工藝參數(shù)的《SPC實(shí)施細(xì)則》等。

（四）SPC體系的運(yùn)行

建立SPC體系后，通過(guò)運(yùn)行驗(yàn)證SPC體系文件的有效性和可操作性，并不斷對(duì)其進(jìn)行修改與完善。endprint

（五）自審核

通過(guò)自審核，找出控制過(guò)程中存在的缺陷以及與軍用標(biāo)準(zhǔn)要求的差距，及時(shí)采取相應(yīng)的糾正和預(yù)防措施，必要時(shí)對(duì)SPC體系文件做相應(yīng)的修改。SPC體系的自審核每年進(jìn)行一次。

三、代表性品種實(shí)施SPC情況

（一）確定關(guān)鍵工序及關(guān)鍵工藝參數(shù)

做出某型充氣微波開(kāi)關(guān)管的工藝流程圖，確定關(guān)鍵參數(shù)，將主要工序的關(guān)鍵參數(shù)按重要程度進(jìn)行排序，以此確定主要工序的因果關(guān)系。通過(guò)對(duì)主要工序因果關(guān)系、關(guān)鍵參數(shù)等的分析，選擇五個(gè)關(guān)鍵工序，并確定相應(yīng)的控制圖。

（二）制訂SPC體系文件

1.編制某型充氣微波開(kāi)關(guān)管的《SPC體系實(shí)施計(jì)劃》。根據(jù)GJB3014的要求，編制《某型充氣微波開(kāi)關(guān)管SPC體系實(shí)施計(jì)劃》，目的是在某型充氣微波開(kāi)關(guān)管生產(chǎn)線建立和實(shí)施一個(gè)文件化的SPC體系，以便有效地應(yīng)用SPC技術(shù)，確保該產(chǎn)品滿足產(chǎn)品規(guī)范要求，以及不斷改進(jìn)過(guò)程能力，提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性水平。

2.制訂各關(guān)鍵工序的《SPC實(shí)施細(xì)則》。對(duì)每個(gè)關(guān)鍵工序制訂《SPC實(shí)施細(xì)則》，以有效指導(dǎo)生產(chǎn)線的數(shù)據(jù)采集及處理，實(shí)施細(xì)則的主要內(nèi)容有：確定控制規(guī)則，說(shuō)明控制圖的類型，分組規(guī)模和抽樣方案，控制圖的計(jì)算、維持方法，以及儀器分析與評(píng)價(jià)。

（三）確定過(guò)程是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)

按照各工序的實(shí)施細(xì)則，進(jìn)行連續(xù)批次的數(shù)據(jù)采集。用SPC軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得各工序的SPC控制圖。若控制圖不存在違反規(guī)則的問(wèn)題，表明工藝處于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)，反之則表明工藝未處于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)。

通過(guò)對(duì)失控原因進(jìn)行分析，制定改進(jìn)方案，改進(jìn)后再進(jìn)行連續(xù)批的數(shù)據(jù)采集，用SPC軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，獲得新的SPC控制圖，若控制圖一切正常，表明工藝處于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)。

例：為了在電鍍工序?qū)﹀兘饘拥暮穸冗M(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，專門(mén)購(gòu)置了一臺(tái)測(cè)厚儀，經(jīng)調(diào)試驗(yàn)收合格后，共采集了20批數(shù)據(jù)，20批數(shù)據(jù)得到的嵌套控制圖中有多點(diǎn)違反了規(guī)則。

通過(guò)分析認(rèn)為電鍍工序存在以下一些問(wèn)題導(dǎo)致數(shù)據(jù)的離散性大：（1）鍍金槽中金含量不足；（2）槽內(nèi)掛件位置不夠合理。

為了保證鍍金工序的工藝處于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)，我們制定了改進(jìn)方案：（1）適當(dāng)增加槽內(nèi)金含量，同時(shí)減少每批電鍍件數(shù)量，以保證足夠的厚度；（2）改進(jìn)槽內(nèi)掛件位置，以保證一槽內(nèi)電鍍件鍍層厚度的一致性；（3）管種工藝員要求加長(zhǎng)電鍍時(shí)間的電鍍件，其數(shù)據(jù)不作為統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

改進(jìn)后，又采集了20批數(shù)據(jù)，得到的嵌套控制圖顯示，一切正常，表明工藝處于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)。

（四）進(jìn)行能力分析

用SPC軟件計(jì)算各工序控制點(diǎn)的工序能力指數(shù)Cpk，通過(guò)改進(jìn)，各工序的工序能力指數(shù)均提高10%以上，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

同樣以電鍍工序?yàn)槔?/p>

1.最初采集的20批數(shù)據(jù)的Cpk。數(shù)據(jù)均值：0.424，標(biāo)準(zhǔn)偏差：0.199，實(shí)際工序能力指數(shù)（Cpk）：0.404。

2.改進(jìn)后采集的20批數(shù)據(jù)的CPK值。數(shù)據(jù)均值：0.412，標(biāo)準(zhǔn)偏差：0.155，實(shí)際工序能力指數(shù)（Cpk）：0.653。

數(shù)據(jù)表明，從0.404提高到了0.653。

（五）過(guò)程能力的處理

將工藝優(yōu)化、技術(shù)攻關(guān)等實(shí)施SPC的成果固化到工藝文件中，按照確定的工藝條件維持批量生產(chǎn)。各工序控制點(diǎn)按要求繼續(xù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。每三個(gè)月進(jìn)行一次Cpk的計(jì)算，確定過(guò)程的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。如果過(guò)程不能長(zhǎng)期穩(wěn)定，確定并消除異常原因，重新進(jìn)行能力分析。在實(shí)施糾正措施計(jì)劃的過(guò)程中，對(duì)糾正措施過(guò)程進(jìn)行跟蹤，并做好過(guò)程記錄。

四、實(shí)施過(guò)程中存在的問(wèn)題

建立SPC體系，應(yīng)用SPC技術(shù)，是不斷提高元器件質(zhì)量和可靠性水平的一種重要手段，在元器件企業(yè)實(shí)施SPC體系是順應(yīng)發(fā)展的需要。但還實(shí)施過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在以下一些問(wèn)題，這些問(wèn)題都有待在今后的工作中加以解決。

（1）由于產(chǎn)品具有多品種、小批量的特點(diǎn)，產(chǎn)品生產(chǎn)周期短，連續(xù)性差，因此所采集的數(shù)據(jù)時(shí)間跨度較大，數(shù)據(jù)量也很小，不完全符合SPC對(duì)數(shù)據(jù)的要求；（2）相關(guān)人員對(duì)SPC了解不夠，導(dǎo)致實(shí)施過(guò)程中常出現(xiàn)各種各樣的錯(cuò)誤；（3）由于是首次實(shí)施SPC，因此在體系的建立和實(shí)施上還存在不少問(wèn)題。

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[責(zé)任編輯 劉嬌嬌]endprint